Chapitre 2 : Téchniques de dépôt :
La pulvérisation cathodique
Dans ce cas, le matériau à déposer (la
cible) est placé, sous vide, dans un creuset et chauffé
jusqu'à évaporation. ). Les atomes de la vapeur vont alors se
déposer sur un substrat placé en regard du creuset. Le processus
se fait sous un vide secondaire. On peut ajouter un gaz réactif qui
réagit avec la vapeur et change la composition chimique du
dépôt. La vitesse de dépôt dépend de la
température de la source, de la distance entre le creuset et le substrat
mais aussi du coefficient de collage des espèces évaporées
sur le substrat. Elle varie classiquement de 1 nanomètre par minute
à 10 micromètres par minute [90].
Les procédés de chauffe sont multiples :
résistif à l'aide d'un filament réfractaire, bombardement
électronique à l'aide d'un faisceau d'électrons intense et
énergétique, typiquement 5 à 10 KeV, induction ou par un
faisceau laser. Le premier sert à l'évaporation de
matériau facile à fondre et le deuxième sert à
l'évaporation de matériaux réfractaires.
Cependant, certains problèmes spécifiques
à l'évaporation existent : il est difficile de déposer des
matériaux très réfractaires ou à faible tension de
vapeur. Cette méthode ne permet pas de maîtriser facilement la
composition chimique dans le cas d'un alliage par suite d'un effet de
distillation du composant le plus volatil.
Les couches peuvent être aussi contaminées par
réaction avec le creuset, avec le filament et surtout par le
dégazage des parois induit par l'échauffement ou le bombardement
des électrons.
Dans le cas de l'évaporation par faisceau
d'électrons, les rayons X mous émis peuvent être à
l'origine de défauts cristallins [92]. L'évaporation reste
toutefois une méthode particulièrement appréciée
car elle conduit à l'élaboration de matériaux très
purs et d'autant plus purs que la pression pendant le dépôt est
faible.
La pression dans les systèmes d'évaporation
classiques demeure le plus souvent inférieure à 10-6
torr pendant le dépôt et elle est particulièrement basse
dans les systèmes d'épitaxie par jets moléculaires (EJT,
ou "MBE") [90, 92]. Cependant elle ne convient pas à la fabrication de
couches hors d'équilibre thermodynamique pour lesquelles nous devons
faire appel à une méthode utilisant un bombardement ionique.
Cependant, cette méthode simple à mettre en oeuvre et permettant
de grandes vitesses de dépôt, n'offre généralement
pas aux couches, une très bonne adhérence et il existe des
problèmes de stoechiométrie pour les matériaux
déposés à partir de source multiélément. Le
problème réside dans la faible énergie des atomes
évaporés lors de leur condensation sur le substrat [93].
Pour augmenter cette énergie et ainsi améliorer
la qualité du dépôt, des techniques d'évaporation
thermique assistée par faisceau d'ions (Ion Beam Assisted Deposition)
ont été mises
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